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2022 年度 実績報告書

インコヒーレント非線形光スイッチ分子の学術基盤創生

研究課題

研究課題/領域番号 18H05263
研究機関青山学院大学

研究代表者

阿部 二朗  青山学院大学, 理工学部, 教授 (70211703)

研究分担者 小林 洋一  立命館大学, 生命科学部, 准教授 (10722796)
研究期間 (年度) 2018-06-11 – 2023-03-31
キーワードフォトクロミズム / 光化学 / 非線形応答 / 電子状態
研究実績の概要

(1)可視光と近赤外光を用いて相互完全光スイッチできるフォトクロミック分子の創製
ビナフチル架橋型イミダゾール二量体(BN-ImD)は赤色の最安定異性体5MRに可視光を照射すると、無色の6MRへ異性化する逆フォトクロミズムを示す。6MRと5MRの紫外光領域の吸収スペクトルは重なりが大きいため、6MRだけを選択的に5MRに光異性化させることは困難である。架橋部位の一方のナフタレン環をペリレン環に、他方をベンゼン環に置換したPhPe-ImDを開発した。PhPe-ImDはPP-5MRの発色団であるジアザフルベン骨格のπ共役が拡張し、近赤外光に応答する逆フォトクロミズムを示す。また、PP-6MRは吸収帯が400~500 nmまで長波長化したため、吸収帯がPP-5MRと分離し、660 nmと470 nmの光照射によって双方向高選択的な完全光スイッチが達成された。
(2)可視光による選択励起が可能で紫外光に非線形応答するフォトクロミック分子の創製
BN-ImDを基盤として架橋部位にピレンとナフタレンを導入したNPy-ImDを合成し、フォトクロミック特性を評価した。NPy-ImDは架橋部位の非対称性によって発色団であるジアザフルベン骨格の異なる2種類の着色体(5MR-R, 5MR-B)と無色体(6MR)、ビラジカル(BR)の4種類の異性体が関与する逆フォトクロミズムを示す。5MR-Rと5MR-Bの可視光領域の吸収は150 nm以上離れており、スペクトルの重なりも小さいため、それぞれを青色光と赤色光で波長選択的に励起できる。加えて、励起光強度に依存した非線形光応答を示し、ナノ秒レーザーパルスによる紫外光照射によってBRを経由した二光子反応で特異的に5MR-Bが生成する。このように、NPy-ImDは光照射条件を制御することで4種類の異性体間を相互変換できる逆フォトクロミック化合物である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Bridged-Imidazole Dimer Exhibiting Three-State Negative Photochromism with a Single Photochromic Unit2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Hiroki、Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 ページ: 6498~6506

    • DOI

      10.1021/jacs.3c00476

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of the thermal back-reaction and the finding of a non-photochromic isomer for a negative photochromic binaphthyl-bridged imidazole dimer2023

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Katsuya、Moriyama Natsuho、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 ページ: 2962~2965

    • DOI

      10.1039/D2CC06942C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative Photochromic 3-Phenylperylenyl-Bridged Imidazole Dimer Offering Quantitative and Selective Bidirectional Photoisomerization with Visible and Near-Infrared Light2023

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Natsuho、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 ページ: 3318~3322

    • DOI

      10.1021/jacs.2c13331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling Diradical Character of Photogenerated Colored Isomers of Phenoxyl-Imidazolyl Radical Complexes2022

    • 著者名/発表者名
      Nishijima Moe、Mutoh Katsuya、Shimada Rintaro、Sakamoto Akira、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 ページ: 17186~17197

    • DOI

      10.1021/jacs.2c07562

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise Photochromism of Bis(Imidazole Dimer) Bridged by a Sulfur Atom2022

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 24 ページ: 5166~5170

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c01998

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excitation wavelength- and intensity-dependent stepwise two-photon-induced photochromic reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Katsuya、Yamamoto Katsuya、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences

      巻: 21 ページ: 1445~1458

    • DOI

      10.1007/s43630-022-00234-y

    • 査読あり
  • [学会発表] 環状ビスビナフチル架橋型フェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体の可視光応答逆フォトクロミック特性2023

    • 著者名/発表者名
      森山夏帆、阿部二朗
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] フェノキシルイミダゾリルラジカル複合体を配位子としたフォトクロミックイリジウム錯体の創製2023

    • 著者名/発表者名
      宮原拓也、岡安祥徳、永井邑樹、阿部二朗、小林 洋一
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] ビス(フェノキシルーイミダゾリルラジカル複合体)誘導体の段階的二光子フォトクロミズム2023

    • 著者名/発表者名
      瀬理智哉、岡安祥徳、永井邑樹、武藤克也、阿部二朗、小林洋一
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
  • [学会発表] アリール架橋イミダゾール二量体のフォトクロミズム2023

    • 著者名/発表者名
      阿部二朗
    • 学会等名
      近畿化学協会機能性色素部会第108回例会
    • 招待講演
  • [学会発表] NIR-light responsive negative photochromism of naphthylpyrene-bridged imidazole dimer2022

    • 著者名/発表者名
      Jiro Abe
    • 学会等名
      7th IRP NanoSynergetics2 Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 可視光応答環状ビスビナフチル架橋型フェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体の開発2022

    • 著者名/発表者名
      森山夏帆、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] ビスフェノキシルーイミダゾリルラジカル複合体誘導体の結合解離過程2022

    • 著者名/発表者名
      瀬理智哉、武藤克也、阿部二朗、小林洋一
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会
  • [学会発表] ナフチルピレン架橋型イミダゾール二量体の逆フォトクロミズム2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤弘紀、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会
  • [学会発表] ナフチルピレン架橋型イミダゾール二量体のマルチフォトクロミズム2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤弘紀、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      2022年光化学討論会
  • [学会発表] 環状ビスビナフチル架橋型フェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体の逆フォトクロミズム2022

    • 著者名/発表者名
      森山夏帆、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      2022年光化学討論会
  • [学会発表] ジフェニルジアセチレンで架橋した環状ビフチル架橋型フェノキシル-イミダゾリルラジカル複合体の逆フォトクロミズム2022

    • 著者名/発表者名
      小高慧人、武藤克也、阿部二朗
    • 学会等名
      2022年光化学討論会

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公開日: 2023-12-25  

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